A través de la identificación del aumento de la producción de toxinas por formas epidémicas del grupo A estreptococo la bacteria "que come carne", por primera vez los científicos pueden determinar los eventos moleculares que contribuyen a las grandes epidemias intercontinentales de enfermedades. El estudio se basó en la secuenciación de casi 5,000 grupos A estreptococo genomas recolectados durante décadas.
Investigadores del Instituto de Investigación Metodista de Houston, el Hospital Metodista de Houston, instituciones en Finlandia e Islandia, y el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de EE. UU. Informan sus descubrimientos e implicaciones para futuros estudios de enfermedades epidémicas en un próximo Revista de Investigación Clínica temprano en línea.
Según James M. Musser, MD, Ph.D., investigador principal del estudio y presidente del Departamento de Patología y Medicina Genómica del Instituto de Investigación Metodista de Houston, la investigación colaborativa mostró, en el nivel preciso de nucleótidos, genéticacambios que contribuyeron a grandes epidemias del grupo A estreptococo GAS.
"Estos hallazgos ahora nos dan la oportunidad de comenzar a desarrollar nuevas herramientas y estrategias de medicina traslacional", dijo Musser. "Podemos usar esta información para desarrollar terapias novedosas, técnicas de diagnóstico avanzadas y nuevas formas de prevenir o mitigar epidemias."
Según la Organización Mundial de la Salud, el GAS causa más de 600 millones de casos de enfermedades humanas cada año. La mayoría de los casos son del grupo A estreptococo faringitis, más comúnmente conocida como faringitis estreptocócica. Pero el estreptococo del grupo A también es la principal causa de enfermedad cardíaca infantil prevenible causada por fiebre reumática y enfermedad cardíaca reumática. En el otro extremo del espectro de gravedad de la infección, grupo A estreptococo también causa fascitis necrotizante enfermedad de "comer carne", una infección con una alta tasa de mortalidad.
El equipo colaborador de científicos internacionales encontró ese grupo A estreptococo fue un excelente organismo modelo para estudiar la base molecular de las infecciones bacterianas epidémicas. Los investigadores han sabido durante más de un siglo que esta bacteria patógena puede causar epidemias, pero nadie ha podido abordar completamente la causa. Ahora con la secuenciación de la próxima generación, los científicos pueden secuenciar el genoma completo de la bacteria, tal como se hace en humanos. Grupo A estreptococo fue seleccionado como el organismo modelo para el estudio debido a la disponibilidad de muestras completas de cepas recolectadas durante décadas, y su genoma relativamente pequeño, que permite la secuenciación completa del genoma de miles de cepas con relativa rapidez.
La hipótesis original de los investigadores, que resultó ser correcta, fue que los cambios en la composición genética del patógeno GAS habían sustentado nuevas epidemias. Para abordar esta hipótesis, el equipo internacional colaborador secuencia el genoma de miles de enfermedadescausando cepas, definiendo con precisión cada mutación de pares de bases en las cepas.
"La sorpresa fue que los cambios involucraron alteraciones en los genes que codifican dos toxinas potentes que contribuyen a las infecciones en humanos", dijo Musser, quien es director del Centro de Investigación de Enfermedades Infecciosas Moleculares y Traslacionales en Houston Methodist.
Los investigadores encontraron que en la forma epidémica del grupo A estreptococo que puede manifestarse como fascitis necrosante o enfermedad "carnívora", hubo dos cambios significativos y cruciales dentro de la región reguladora de las cepas epidémicas. La región reguladora identificada controla cómo se transcriben dos genes clave que codifican toxinas yproteínas tóxicas producidas. Estos cambios genéticos específicos dan como resultado la creación de polimorfismos de un solo nucleótido o SNP.
El equipo de Musser descubrió que dos de esos SNP resultan en una producción significativamente mayor de dos toxinas importantes que dañan a los humanos llamadas estreptolisina O y NAD-glucohidrolasa. El tercer SNP crea una forma de una de esas toxinas que se vuelve más activa que la forma original.Los tres SNPS contribuyeron a construir un organismo patógeno que es una máquina más virulenta capaz de causar epidemias.
"Piense en el termostato de su casa que controla la temperatura. Si quiere que su casa esté más caliente o si es del grupo A estreptococo quiere ponerse 'más caliente', es decir, más virulento, aumenta el calor al producir más de estas dos toxinas que dañan las células humanas ", dijo Musser.
Musser y el equipo esperan que los hallazgos de su estudio modelo permitan a otros investigadores de enfermedades infecciosas utilizar estrategias análogas que se centren en otros patógenos, como Staphylococcus aureus la principal causa de infecciones de la piel y los tejidos blandos y bacterias resistentes a los antibióticos comocomo neumonía por Klebsiella o Escherichia coli .
Un video sobre la investigación se puede encontrar aquí: http://vimeo.com/134987374
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Metodista de Houston . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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